环境生物学 第六章 环境污染物的生物净化方法
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《环境生物学》课程教学大纲课程中文名称(英文名称):环境生物学(Environmental Biology)课程代码:PRN241课程类别:学科基础课程课程性质:必修课课程学时:48学时(理论32学时,实验16学时)学分:3学分适用专业:环境科学先修课程:环境学、无机化学一、课程介绍1.环境生物学是环境科学专业一门重要的必修学科基础课。
环境生物学是20世纪50年代环境问题成为全球重大问题时,生物学家在运用生命科学的理论和方法,认识环境问题实质并寻找解决环境问题途径的过程中逐渐形成的一门新兴边缘学科。
本课程系统介绍环境生物学的基本知识、主要技术和发展动态,使学生对环境生物学能有一个较完整的认识,为学习后续课程打下坚实的基础2.环境生物学属于环境科学专业学生必修的专业基础课,在专业人才培养方案和课程体系中的地位十分重要,属重点基础课,许多后续课程如环境毒理学、环境生物化学、环境生物工程、环境污染修复工程等与环境生物学密切相关。
环境生物学也是环境生态类考研科目之一,对学生的考研具有重要作用。
了解与掌握环境生物学的基本理论和方法,是环境类专业人才认识和解决环境问题所必须。
二、课程教学目的和任务通过本课程的学习,使学生对本大纲范围内的环境生物学内容有比较系统和比较全面的了解,认识环境污染物的生物效应以及环境污染的生物净化,使学生掌握环境生物学的基本知识和基础理论;培养学生具有初步的分析问题和解决问题的能力,为学好后续课程打下坚实基础。
课程应达到的基本要求为理解和掌握以下理论、方法和技术:1)环境污染物在生态系统中的行为;2)污染物对生物的影响;3)污染物的生物效应检测;4)环境质量的生物监测与生物评价;5)环境污染生物净化的原理;6)环境污染物的生物净化方法;7)现代生物技术与环境污染治理8)污染环境的生物修复三、课程学时分配、教学内容与教学基本要求四、教学方法与教学手段说明环境生物学为重点基础课,牵涉面广,学科交叉较多,内容丰富,而学时有限,因此,贯彻“少而精”的原则,精选有代表性的、有广泛应用的、最基本的、较现代化的内容作为基本要求。
《环境生物学》课程教学大纲一、课程根本信息课程代码:260411课程名称:环境生物学英文名称:Environmental Biology课程类别:专业选修课学时:54学分:3.0适用对象: 环境科学专业考核方式:考试先修课程:无二、课程简介环境生物学主要探讨生物与受损环境之间的相互作用和调控机理。
环境生物学是环境科学、生态学、环境毒理学、环境化学、普通生物学等相关科学的穿插学科,它包含了污染生态学、生态毒理学等不同分支学科的内容,该学科主要研究人类活动对生态系统造成的环境污染、生态破坏对人类与生物产生的效应以与人类和生物对这种环境污染、生态破坏的产生的响应,其目的在于为维护人类生态安康,保护和改善人类生存与开展的环境,合理利用自然和自然资源提供科学根底,促进环境和生物相互关系以利于人类的生存和社会可持续开展。
三、课程性质与教学目的通过本课程的教学,帮助学生了解环境污染物在生态系统中的行为和对生物体的危害,以与生物体在净化环境污染中的作用,使学生充分理解环境污染和生物之间的相互作用,更深层次地认识到环境保护的重要性。
本课程要求学生掌握环境污染物在生物体内从吸收到排泄的整个行为过程,和环境污染对生物在各级水平上的影响,了解污染物的生物效应的检测方法。
掌握生物净化污染物的根本原理,了解生物净化的根本方法和常用的工艺。
该学科主要培养和训练学生认识生物与环境的相互关系与其根本规律,了解和掌握环境生物学的根本识;本课程要求学生应具备普通物学、生态学、环境学概论等相关专业的根底知识和理论。
通过本课程的学习,学生应掌握环境生物学的根本理论、研究方法和技术,同时拓宽学生的学术视野和知识结构,提高学生整体综合素质。
为今后进一步的学习和工作打下良好的根底。
四、教学内容与要求绪论〔2课时〕(一)目的与要求1.掌握环境生物学的概念、研究内容与任务;2.认识环境科学与环境问题,环境科学的开展历史。
3.了解环境生物学与相关学科的关系,环境生物学的开展趋势。
环境生物学及实验Environmental Biology and Experiment一、课程基本情况课程类别:学科基础课课程学分:3 学分课程总学时:48 学时,其中讲课:32 学时,实验(含上机):16 学时,课外0 学时课程性质:必修开课学期:第3学期先修课程:普通生物学,环境科学概论适用专业:环境科学教材:《环境生物学》,孔繁翔,高等教育出版社,2000.开课单位:环境科学与工程学院环境科学系二、课程性质、教学目标和任务环境科学是一门综合性学科,涉及自然科学、人文社会科学和工程技术等广泛领域。
环境生物学是20世纪50年代环境问题成为全球性重大问题时,生物学家在运用生命科学的理论和方法,认识环境问题实质并寻找解决环境问题途径的过程中逐渐形成的一门新兴边缘学科,并与环境地学、环境化学、环境物理、环境医学、环境经济学、环境管理学等学科共同构成环境科学。
在环境科学的高等教育中,如果没有环境生物学的教学内容,那么环境科学就会成为一门没有生命的科学。
因此,了解与掌握环境生物学的基本理论与方法,是环境类各专业人才认识和解决环境问题所必需的。
本课程主要讲授环境生物学基本知识,旨在培养学生应用生物学知识分析、解决实际环境问题的能力。
三、教学内容和要求绪论(2学时)1.1环境科学概论与环境生物学(1学时)(1)初步了解环境问题与环境科学的产生与发展;(2)了解重大环境问题;(3)掌握环境生物学的概念与研究对象重点:环境问题;生态环境破坏难点:环境生物学的概念与研究对象1.2环境生物学概述(1学时)(1)熟悉环境生物学的任务和研究方法(2)理解环境生物学与相关学科的关系及发展趋势重点:环境生物技术的发展;难点:环境生物学的研究方法;环境生物学与相关学科间的关系第一章环境污染物在生态系统中的行为(4学时)1.1环境污染概述(1学时)(1)了解环境污染物;(2)理解污染源和污染物;(3)掌握优先污染物重点:环境污染物和污染源的概念难点:优先污染物的概念2.2污染物在环境中的迁移与转化(1学时)(1)了解污染物的生物地球化学循环(2)理解污染物在环境中的迁移及污染物的形态和分布(3)掌握污染物在环境中的转化重点:污染物在环境中的迁移及污染物的形态和分布难点:污染物在环境中的转化2.3污染物在生物体内的生物运转和生物转化(1学时)(1)了解生物运转的概念(2)理解污染物在生物体内运转的方式(2)掌握污染物在生物体内运转和转化的过程及相关的反应重点:污染物在生物体内运转的方式难点:污染物在生物体内运转和转化的过程及相关的反应2.4污染物在生物体内的浓缩、积累与放大(0.5学时)(1)了解生物浓缩模型(2)理解生物浓缩机理(2)掌握重点:生物浓缩、生物积累和生物放大的基本概念难点:生物浓缩机理2.5生物对污染物在环境中行为的影响(0.5学时)(1)了解生物引起的环境污染(2)掌握金属的生物转化重点:生物引起环境污染的机理难点:金属的生物转化3.第二章污染物对生物的影响(4学时)3.1污染物在生物化学和分子水平上的影响(1学时)(1)了解生物机体酶的基本概念(2)理解污染物对生物大分子的影响(3)掌握污染物对生物有机酶和生物大分子影响的机理重点:污染物对生物有机酶和生物大分子影响的机理难点:污染物对生物有机酶和生物大分子影响的机理3.2污染物在细胞和器官水平上的影响(1学时)(1)了解污染物对生物有机体细胞和组织器官影响的概念(2)理解污染物对生物有机体细胞产生影响的机理(3)掌握污染物对生物有机体在器官水平产生影响的机理重点:污染物对生物有机体细胞产生影响的机理难点:污染物对生物有机体在器官水平产生影响的机理3.3污染物在个体水平上的影响(1学时)(1)了解环境生物学意义上的死亡的定义(2)理解污染物对生物体行为和繁殖的影响(3)掌握污染物对生物个体生长和发育的影响机理重点:污染物对生物个体生长和发育的影响机理难点:污染物对生物个体生长和发育的影响机理3.4污染物在种群和群落水平的影响(0.5学时)(1)了解生物种群和生物群落的概念(2)理解污染物对生物种群的影响极其机理(3)掌握污染物对生物种群的影响极其机理重点:污染物对生物种群影响的影响难点:污染物对生物群落影响的机理3.5化学污染对生物的联合作用(0.5学时)(1)了解污染物对生物的联合作用类型(2)理解联合作用的研究方法(3)掌握协同作用、相加作用、独立作用和拮抗作用的概念重点:协同作用、相加作用、独立作用和拮抗作用的概念难点:联合作用的研究方法第三章污染物的生物效应检测4.1生物测试及方式(0.5学时)(1)了解影响生物测试的因素及标准(2)理解生物测试的分类以及试受生物的选择(3)掌握生物测试的定义重点:生物测试的内容与方法难点:影响生物测试的因素及标准4.2一般毒性试验(1学时)(1)了解表示毒性的常用参数(2)理解急性毒性试验、亚慢性和慢性试验的区别及方法(3)掌握蓄积毒性试验的方法重点:蓄积毒性试验的方法难点:急性毒性试验、亚慢性和慢性试验的区别及方法4.3生物的分子和细胞水平检测(1学时)(1)了解加合物测定的方法(2)理解抗氧化防御系统的检测方法(3)掌握一般代谢酶的活性测定和解毒系统酶类诱导作用的检测重点:一般代谢酶的活性测定和解毒系统酶类诱导作用的检测难点:一般代谢酶的活性测定和解毒系统酶类诱导作用的检测4.4生物致突变、致畸和致癌效应检测(1学时)(1)了解污染物对生物致突变的类型(2)理解生物生物致突变、致畸和致癌效应的概念以及致畸作用的评价(3)掌握生物致突变、致畸和致癌效应检测的方法和机理重点:生物致突变、致畸和致癌效应的检测方法难点:生物致突变、致畸和致癌效应的检测机理4.5微宇宙法(0.5学时)(1)了解微宇宙法及定义(2)理解标准化水生微宇宙、烧杯水生微宇宙和室外水生微宇宙(3)掌握土壤核心微宇宙和模拟农田生态系统的方法重点:土壤核心微宇宙和模拟农田生态系统的方法难点:模拟农田生态系统的方法第四章环境质量的生物监测与生物评价(4学时)5.1生物监测和环境质量评价概念(0.5学时)(1)了解环境质量的概念(2)理解环境质量的基本内涵(3)掌握生态监测的概念与分类重点:环境质量的基本内涵难点:生态监测的概念与分类5.2生物监测与评价(1学时)(1)了解大气污染生物监测的方法及大气污染的生物学分级(2)理解评价大气污染的相关指标(3)掌握水污染的生物监测及评价方法与指标重点:评价大气污染的相关指标难点:水污染的生物监测及评价方法与指标5.3生态环境质量评价(1学时)(1)了解环境质量及其基本内涵和生态环境质量的背景问题(2)理解环境质量预测方法(3)掌握生态环境质量评价参量的选择及其数量表征重点:环境质量语法方法难点:生态环境质量评价参量的选择及其数量表征5.4化学品生态风险评价(1学时)(1)了解风险和生态风险评价的定义(2)理解生态风险评价的内容和化学品生态风险评价的信息系统(3)掌握生态风险评价的程序重点:生态风险评价的内容和生态风险评价的程序难点:化学品生态风险评价的信息系统5.5 有害物理因素的生物学效应的评价(0.5学时)(1)环境噪声、放射性污染和射频电磁辐射污染的概念(2)理解环境噪声、放射性污染和射频电磁辐射污染的生物学效应(3)掌握环境噪声、放射性污染和射频电磁辐射污染的生物学评价方法重点:环境噪声、放射性污染和射频电磁辐射污染的生物学效应难点:环境噪声、放射性污染和射频电磁辐射污染的生物学评价方法6 第五章环境污染生物净化的原理(3学时)6.1环境污染净化概述(1学时)(1)了解环境污染物的类型和来源(2)理解环境污染治理方法(3)掌握环境污染的污染与净化指标重点:环境污染的类型及其治理方法难点:环境污染的污染与净化指标6.2生物对污染物净化原理(2学时)(1)了解废水生物处理的类型(2)理解废水生物处理的原理(3)掌握微生物对污染无的降解与转化重点:废水生物处理的降解与转化难点:废水生物处理的原理7.第六章环境污染物的生物净化方法(5学时)7.1废水的好氧生物处理(1.5学时)(1)理解生物膜法对废水的处理方法及原理(2)掌握活性污泥法对废水的处理方法和原理重点:活性污泥法和生物膜法对废水的处理方法难点:活性污泥法和生物膜法对废水的处理原理7.2废水的厌氧生物处理(1学时)(1)了解对高浓度有机废水厌氧处理与好氧处理的经济分析(2)理解厌氧生物处理的类型和运行过程的安全(3)掌握厌氧生物处理的原理及过程重点:厌氧生物处理的原理及过程难点:厌氧生物处理的原理及过程7.3特定微生物处理及组合工艺(1学时)(1)理解光合细菌法处理废水(2)掌握典型的生物处理废水的组合工艺重点:典型的生物处理废水的组合工艺方法难点:典型的生物处理废水的组合工艺原理7.4废水的微生物脱氮除磷(0.5学时)(1)微生物脱氮工艺及其机理(2)微生物除磷工艺及其机理重点:微生物脱氮除磷工艺难点:微生物脱氮除磷机理7.5固体废弃物的微生物处理(0.5学时)(1)了解堆肥(2)理解卫生填埋(3)掌握厌氧发酵(消化)及机理重点:卫生填埋和厌氧发酵难点:厌氧发酵的机理7.6大气污染的微生物处理(0.5学时)(1)了解煤炭微生物脱硫(2)理解微生物对无机废气和有机废气的处理重点:微生物对无机废弃的处理8第八章现代生物技术与环境污染治理(2学时)8.1现代生物技术的概况(1学时)(1)了解现在生物技术的概况(2)理解现在生物技术在环境中的应用前景(3)掌握各类生物技术在环境污染治理中的应用重点:基因工程、酶工程和细胞工程在环境污染治理中的应用难点:基因工程的基本过程以及治理环境污染中的机理8.2生态工程与污水处理系统(1学时)(1)了解生态工程(2)理解污水土地处理系统和生态工程与生态农业(3)掌握氧化塘和水生生物塘重点:氧化塘和水生生物塘在处理污水中的应用难点:生态工程运行的机理9第八章污染环境的生物修复(4学时)9.1生物修复的概念及其原理(2学时)(1)理解生物修复的概念及其原理(2)生物修复中主要生物种类及其修复原理重点:生物修复的概念及生物修复中主要的生物种类难点:生物修复的原理9.2生物修复工程技术(2学时)(1)了解生物修复工程技术的可行性(2)理解地下水生物修复工程技术(3)掌握地表水和土壤生物修复工程技术重点:地表水和土壤生物修复工程技术难点:土壤修复技术的实际应用四、课程考核(1)作业和报告:作业:课程论文:篇;(2)考核方式:闭卷考试或半开卷考试(3)总评成绩计算方式:平时成绩20%、期末考试成绩80%五、参考书目1.《环境毒理学基础》,高等教育出版社,孟紫强,2003年出版2.《环境生物学》,科学出版社,段昌群,2005年出版3.《环境生物技术》,科学出版社,周少奇,2003年出版4.《陈阅增普通生物学(第二版)》,高等教育出版社,吴湘钰,2005年出版;5.《环境生物学实验技术》,化学工业出版社,张清敏,2005年出版。